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Diseño e implementación de una arquitectura IoT basada en tecnologías…

- - - - Interconectividad:
        Servicios relacionados con objetos:
        Heterogeneidad:
        Cambios dinámicos:
        Escalabilidad:
    - - Conectividad basada en la identificación:
        Compatibilidad:
        Capacidades basadas en la ubicación:
        Seguridad:
        Protección de la privacidad:
        Autoconfiguración (plug and play):
  - - - , las aplicaciones IoT deben tener alguna de las siguientes capacidades
        
        Localización
        
        Registro ambiental:
        
        Control remoto:
        
        Ad Hoc Networking:
- - - - protocolos de ZigBee
      - diferentes topolgías compatibles con ZigBee
    - - características
        
        Pila de protocolos
        
        IEEE 1609 hay dos tipos de dispositivos
        
        unidades de a bordo (OBU, On-Board Units)
        
        unidades distribuidas a lo largo de la carretera (RSU, RoadSide Units)
        
        sub-estándares
        
        Se encarga de multiplexar
        las comunicaciones entre un transmisor y múltiples receptores
        
        como pueden ser el de determinar
        características del canal físico
        
        IEEE 1609.2 añade mecanismos de seguridad.
        
        Una estación compatible con WAVE debe soportar un canal de control (CCH) y múltiples
        canales de servicio (SCH) tal como se define en IEEE 1609.4
        
        Formato de trama
        
        desglose
        
        Preámbulo
        
        Campo de Señal (SIG)
        
        Campo de datos (payload):
        
        Arquitectura
        
        Están clasificada en 3 grupos:
        
        Redes Ad-hoc puras:
        
        Redes Celulares/WLAN puras:
        
        Redes híbridas:
    - - formato de paquete de éste protocolo.
      - El paquete contiene diferentes campos:
        
        Dirección-Address (3-5 bytes):
        
        Control del paquete-Packet Control Field (9 bits):
        
        Longitud de payload (6 bits):
        
        PID-Identificador de paquete
        
        NO_ACK:
        
        Payload:
        
        CRC:
      - topología típica para esta solución.
    - - Canales de radio
        
        Los protocolos Bluetooth LE, ZigBee y ShockBurst pueden trabajar en la banda de 2.4GHz,
        
        Wi-Fi-WAVE usa la banda de 5,850-5,925 Ghz
        
        Bluetooth LE usa salto en frecuencia (FHSS/AFH) con 40 canales y un ancho de banda de 2 MHz
        
        ZigBee usa espectro expandido por secuencia directa (DSSS) con 16 canales y 2 MHz
        
        OFDM con 7 canales de radio
        frecuencia y 10 MHz de ancho de banda
      - Tamaño de la red
        
        red celular es ilimitado para Bluetooth LE, sobre 65000 para una red en estrella de ZigBee, desde 100 hasta 62000 para Wi-Fi-WAVE y 7 para una red en estrella
      - Seguridad
        
        Los 4 protocolos tienen autenticación y encriptación.
      - Tiempo de transmisión
        
        depende de régimen binario, el tamaño del mensaje, y la distancia entre 2 nodos
      - Eficiencia en la codificación de los datos
      - Consumo de potencia
      - Coste de Hardware
    - - La ventaja de BLE con respecto a estas dos soluciones inalámbricas de baja potenciason el bajo coste, la simplicidadad y el bajo consumo de potencia en aplicaciones que transmiten pequeñas cantidades de datos.
      - características de ésta tecnología
        
        Pila de protocolos
        
        El Controlador: está compuesto de la capa física y la capa de enlace, y normalmente se implementa en un pequeño System-on-Chip (SOC)
        
        El Host: corre en un procesador de aplicación e incluye funcionalidades de una capa superior a la anterior tales como, por ejemplo, Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP), Attribute Protocol (ATT), Generic Attribute Profile (GATT), Security Manager Protocol (SMP), y Generic Access Profile (GAP). La comunicación entre el Host y el Controlador se realiza mediante la interfaz Host Controller Interface (HCI).
        
        Capa Física- Pysical Layer:
        
        Capa de enlace - Link Layer
        
        L2CAP:
        
        ATT:
        
        GATT:
        
        GAP y Perfiles de Aplicación: E
        
        Formato de trama
        
        meramente orientativa
        
        paquete de datos BLE estándar
        
        cuyos campos se encuentran
        desglosados en la siguiente figura
  - - - Consumo
        
        Obviamente la Raspberry Pi 3 necesita algo más de potencia debido a sus periféricos extras y su microprocesador. En concreto consume unos 4.5W si se llevara a condiciones extremas
      - Coste
      - Usabilidad
        
        los cuales se presenta el Top 10 de placas
- - - - Además algunos pines
        poseen funciones especializada
        
        Serial: 0 (RX) y 1 (TX). (RX) usado para recibir y (TX) usado para transmitir datos vía serie
        
        Interrupciones Externas: pines 2 y 3. Estos pines pueden ser configurados para activar una
        interrupción por paso a nivel bajo
        
        PWM: pines 3, 5, 6, 9, 10, y 11. Proveen de una salida PWM de 8-bits cuando se usa la función
        analogWrite().
        
        SPI: pines 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Estos pines soportan la comunicación SPI
        
        LED: Pin 13. Existe un LED conectado al pin digital 13. Cuando el pin se encuentra en nivel alto
        
        I2C: Pines 4 (SDA) y 5 (SCL). Soporta comunicación I2C (TWI) usando la librería Wire
        
        AREF. Tensión de referencia por las entradas analógicas. Se configura con la función
        analogReference().
        
        RESET. Si se establece este pin a nivel bajo se reseteará el Arduino
- - - - Topic y particiones
        
        Cada partición es una secuencia, ordenada e inmutable, de mensajes que están continuamente apilados.
      - Productores
        
        El productor es responsable de elegir
        qué mensaje envía cada partición de cada topic
      - Consumidores
        
        dos modos de funcionamiento:
        
        Si todas las instancias de consumidores tienen el mismo grupo
        
        Si todos los consumidores tienen diferentes instancias
    - - escritas en JSON y accesibles/modificables
        mediante una API REST.
      - Se trata de una librería en Java creada por WSO2